MODEL-MODEL ATOM

MODEL-MODEL ATOM

            Spekulasi mengenai keberadaan atom sebagai pembentuk materi muncul pada zaman Yunani Kuno sekitar tahun 500 SM. Pada masa itu muncul dua aliran mengenai pembentuk benda, yaitu aliran Aristoteles dan aliran Anaxagoras, Leucippus dan Democritus. Aristoteles menyatakan bahwa materi dapat terus menerus dibagi, sedangkan Democritus dkk sebaliknya. Mereka mempostulasikan bahwa semua materi terbentuk dari kumpulan partikel yang disebut atom. Kata atom sendiri berasal dari kata atomos yang memang artinya sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep mengenai atom ini tidak mengalami perkembangan yang berarti hingga awal abad 19.

Di awal abad 19 (th 1808), penelitian yang dilakukan John Dalton dkk mengenai berat gabungan secara kimia berhasil menunjukkan kebenaran atom sebagai pembentuk materi. Beberapa tahun kemudian, Avogadro, seorang profesor fisika di Turin, dengan jelas mampu membedakan atom dengan molekul, ia juga menunjukkan bahwa gas yang berbeda namun dengan volume yang sama, berisi jumlah molekul yang sama apabila suhu dan tekanannya sama. Hal ini sesuai dengan hipotesis pertama mengenai struktur atom. Pada tahun 1815, Prout yang berkebangsaan Inggris, membuat hipotesa bahwa atom semua elemen tersusun dari atom hidrogen. Hipotesis Prout ini tidak dapat diterima hingga akhir abad 19, yaitu ketika para ilmuwan telah berhasil melakukan pengukuran berat atom yang lebih akurat. Setelah penemuan isotop di awal abad 20, hipotesis ini dapat diterima dalam bentuk lain yaitu konsep nomor massa.

Era fisika atom modern dimulai pada saat Rontgen menemukan sinar-X pada tahun 1895, penemuan radioaktivitas oleh Becquerel pada tahun 1896, dan penemuan elektron oleh J.J.Thomson pada tahun 1897. Pengukuran rasio muatan dan massa elektron oleh Thomson serta penentuan muatan listrik oleh H.A. Wilson (1903), berhasil menentukan massa elektron yaitu sekitar 10-27 g. Harga muatan elektron dengan menggunakan hukum elektrolisis Faraday, menunjukkan bahwa berat atom hidrogen sekitar 1800 kali massa elektron. Penelitian Thomson juga berhasil menunjukkan bahwa semua atom memiliki elektron, sedangkan penelitian Barkla (1911) tentang hamburan sinar-X menunjukkan bahwa jumlah elektron dalam tiap atom (kecuali hidrogen) hampir sama dengan setengah berat atomnya.

Menurut teori elektromagnetika klasik, model atom Nagaoka (1904) dengan lintasan elektron yang berputar mengelilingi inti, ternyata kurang dapat diterima. Menurut teori ini, elektron yang berputar terus menerus akan mengeluarkan energi secara terus menerus karena percepatan sentripetalnya, sehingga ketika energinya habis, elektron akan jatuh ke inti atom. Model atom ini kemudian diperbaiki oleh J.J. Thomson dengan mengemukakan model atom awan bermuatan. Pada model atom ini baik massa maupun muatan listrik atom akan terdistribusi merata dalam bentuk sebuah bola (1907). Gambaran model atom Thompson ini seperti dapat dianalogikan seperti kue kismis. Akan tetapi, model atom Thomson ternyata gagal menjelaskan hamburan partikel alpha oleh air atau lapisan tipis mica (Rutherford 1906), lapisan emas (Geiger 1910) dan lapisan platinum (Geiger dan Marsden 1909).

Pada tahun 1911, Rutherford mengusulkan bahwa muatan listrik atom (tidak termasuk elektron) terkonsentrasi pada benda yang sangat kecil di tengah. Melalui teori atomnya, Rutherford dapat menjelaskan fenomena defleksi partikel alpha yang teramati oleh Geiger dan Marsden.

Setelah keberadaan inti atom yang bermuatan positif dan susunan elektron di luarnya ditemukan, maka perlu dicari konsep baru untuk mengatasi kelemahan teori elektromagnetik klasik. Bohr (1913) mengusulkan bahwa pada saat berputar di lintasannya sendiri elektron tidak melepaskan energi. Dengan menggunakan postulasi kuantum Planck, secara teoretis Bohr dapat menjelaskan fenomena spektrum atom hidrogen dan menentukan konstanta Rydberg. Penemuan ini memastikan bahwa model atom Bohr (Rutherford-Bohr) benar.

1. Model Atom Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

1) Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi .

2) Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda .

3) Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen .

4) Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru.

2. Model atom Thomson

Penemuan radioaktivitas oleh Becquerel pada tahun 1896 bersama dengan pembuktian Thomson mengenai keberadaan elektron merupakan titik awal dari teori mengenai struktur atom. Pada masa ini telah diketahui bahwa atom suatu bahan radioaktif akan berubah menjadi atom lain setelah memancarkan partikel bermuatan positif atau negatif, hal ini memunculkan pemahaman bahwa atom terdiri dari sesuatu yang bermuatan positif dan negatif. Jika pemahaman ini benar, maka muatan negatif total pada atom harus merupakan kelipatan bulat dari muatan elementer elektron. Selain itu, karena atom dalam kondisi normal bersifat netral secara listrik, maka jumlah muatan positif dan negatif dalam atom harus sama. Adanya bukti bahwa atom memancarkan elektron dalam berbagai kondisi menunjukkan bahwa atom pasti memiliki elektron. Dengan demikian diketahui bahwa teori modern mengenai struktur atom pertama kali disusun berdasarkan hipotesis bahwa atom terdiri dari elektron dan partikel bermuatan positif yang belum diketahui namanya saat itu. Thomson mengusulkan sebuah model atom yang sederhana seperti roti kismis. Menurut model ini atom ber

Komentar ditutup.